JPS58108565A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 亭発明は、電子写真複写装置等の静電記ｓＩｉ！装置に
用いる現像装置に係り、更に評しくは絶縁性磁性トナー
を使用し、−像の鮮明度に優れ、地力ブリのない＊＊性
に富んだ可視像を得るようにした現像装置の改良に関す
る。

従来から一成分系現像剤を用い、かつｍ５ｍｍ持体を静
電像保持体から所要間隙をおいて対峙させ、この間隙と
Ｉ　ＫＨｚ以下の交番電界中を飛行する間隙を有して対
峙させた静電像保持体と現像剤担持体との間隙に高周波
パルス・バイアスを印加して、静電像保持一体の画像部
には現像剤を付着させるが、非画像部には付着させない
ようにした技術も知られている。（例えば米国特許第３
８９０９２９８明蘇書１、ＷｉＪ３８６６５７４号明細
書、ｐ＠　３８９３４１１１号明細書等） 斯かる公知例は、いずれも−線分乾式現像剤を用いて、
非−像部に斯かる現像剤（トナー）の付着を未然に防ぐ
観点から静電像保持体と現像剤担持体との間にトナーの
飛行に要する程度の間隙を有して両者を対峙させる構成
を採用している。この方法では静電像保持体上に付着す
るトナー量を制限するために現像剤担持体上にトナーの
薄層が形成される。トナー及び現像剤担持体の移動速度
は静電像保持体の移動速度と較べ、同速以上であること
が必要となる◎ 本発明は静電像保持体に現像剤担持体上の絶縁性磁性シ
ナ一層を接触させて一電像を可視化する現像装置におい
て、前記絶縁性磁性トナーを担持する現像剤担持体を、
前記静電像保持体の移動速度と同−又は遅い速度に設定
すると共に、該ｍ像剤担持体に少くとも交流バイアス電
圧を印加せしめるようになした現像装置を提供するもの
である〇接触現像方式ｉｔジャンピング現像等にみられ
る非接触現像方式より（：）静電像保持体上の静電潜像
へのトナーの供給量が多いために高速現像を行うことが
できる。個）非接触現像方式のように静電潜像に増し）
ナーが対峙した状態から電界に沿りて移動する必要がな
いために低電位現像ができる。

細）ナーが飛翔する必要がないことからトナーの飛散が
少ない。伶トナーの供給量が多くてよいために映い現像
剤規制部の設定を緩和することができる。（Ｖ）ｉｔ像
剤規制部に若干の目−まりによる搬送不良がありても供
給されるトナー量が多いので現像に影響を与えにくい等
の利点かあるにも拘らず、中力ブリやすい（１１）現像
剤規制部の１詰まりという大きな間−がありた。特に絶
縁性トナーは昔通紙に転写できるという大きな利点をも
つｍ−、上記の欠点も顕著である。このｆｇ＃８として
は絶縁性）ナーが電荷をもりでいるので、静電像保持体
上の非ｍｓ部の残留電位や、Ｗ４録剤規制部での鏡像力
や、拳ｍ帯電などのために非゛画像部や現像剤規制部に
付着しやすいことがあげられる。このことに対し前者で
はカプリ除去手段として磁気力を用いてカプリを除去す
る手段が一般に用いられている。強い磁気バイアスによ
りてカプリ除★することは可能であるが、−陶一像１の
エツジ部や低電位部に４２トナーが飛散したような状態
で付着し１１ 画像は鮮鋭度に欠けたものとなりている。

これに対し現像時に強い摂取力を用いると上記の鮮鋭度
は改曽されるが、トナーの飛散や現像方向の摂取力のた
めに現像方向の画質品位が劣化してしまうという欠点か
生じる。また現像剤規制部でのトナーの規制条件が緩和
されているとはいえ、スリーブとの間隔は０．１〜０．
５　ｍ　ＩＩ！度と挾いことは同様で、トナーの搬送速
度が大きい場合には矢張り現像剤規制部でトナーの凝集
か起りやすい。

ここで本発明は、静電像保持体に磁性トナ一層を接触さ
せて静電像を可視化する現像部において、前記）ナーが
現像剤担持体よりの磁気バイアス条件下でシナ−を低速
で搬送することにより、現像剤規制部での）ナーの凝集
を防止する一方、現像剤担持体に交番電界を電′気バイ
アスとして印加することにより、画像を鮮鋭化すること
を特徴とする現像装置を提供するようにした。

すなわち本発明は、磁気バイアスを従来の磁気ブラシに
よる現像というより搬送に留める条件下で、上記の交番
電界により現像剤担持体上の磁性トナ一層中のトナー粒
子を振動させて画像部のみを結果的に鮮鋭な画像を形成
させ、非両像部へはトナーの付着か実質的に起こらない
条件があることに基づいてなされたものである。

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明を行う。

第１ｗＪは本発明の一実施例の断ｔＩＩ図を示したもの
である。図においてドラム状をした静電像保持体ｌは矢
印方向に回転していて、その周向上の現像域ムにおいて
は、静電像保持体ｌの回転方向と同じ方向になるように
回転する非磁性の円筒スリーブ２が０．　”ｓ”＝の量
線をもりて配設されている。

この間隙は０．１〜１．０簡に保持されていることが好
ましい。円筒スリーブ２の回転膚速度は、静電像保持体
ｌの周速度と大体ｌｌ１ｍ度の周速度でありて、公知の
駆動手段によって矢印方向へ回転駆動される。この程度
であれば現像剤担持体への摂取力による画像劣化は現わ
れず、また現像剤規制部での現像剤の凝集は起こらない
。

−例として、８・感光体を用（また静電像保持体の周速
度を１８０襲／・・Ｃとし、円筒スリーブ２の外径は３
０５ｍφ、回転数４０　ｒｐｗｒに設定した。Ｓ・感光
体をコリナ帯電にようて５００　Ｖに帯電し、原稿像の
光パターンを照射した。円筒スリーブ２は内側に固定磁
気田−ル３を有しており、ｉＩｌ像部ムでの着磁磁極は
１２００ガウスで、その中心部が８００ガウスの磁束分
布をもつものである。一般に磁束密度は５００ガウス以
上′必要であり、１５００ガウスあれば十分である。

現像剤供給部°４′あ内部には、磁性体である！ダネタ
イトを４５重ｍｍを有する平均粒！１２４り冒ンの絶縁
性トナー粒子テを収容している。トナーに現像剤供給１
１４の下部開口部には、補充用ローラ５を有している。

この補充用ローラ５の回転により、その表面に設けられ
た凹Ｓ（図示せず）に入ったトナーは、補充用ローラ５
の一転と共に現像１［６に落下し、トナーの補給を行う
。現像剤室６内のトナーはスクリＪＬ７によりて攪拌さ
れたのち、円筒ス□リーブ２屑向に付着して現像域ムに
運ばれる。現像剤厚規制ブレード８、は、円筒スリーブ
２１１ＩＱ上に付着するトナーの厚みを所定値に規制す
るもので、クリーニングブレード９は現像ヲおえた円筒
スリーブ２上に付着したシナ−を除★するものである。

ｌＯは円筒スリーブ２に１００Ｈｚ〜１０　ＫＨｌの交
流電圧を印加するための交流電源で、この電源ｌＯは保
護紙ｆｉｌｌを介して円筒スリーブ２に！ｉ！ａｇれて
いる。第１図に示した円筒スリー１２と磁石ｐ−ル３と
の鉤係については、図に例示したように８筒スリーブの
み回転し、磁石リールか固定されている構成の他、円筒
スリーブと磁石ロールともに互いに反方向へ回転する方
式や、磁石ロールのみ一転する方式を採用することがで
きる。

次に、第１ｖ４に例示された現像装置について層絶縁性
トナーを用い且つ交番電界を静電像保持体ｌの基体（ア
ース電位）と、現像電極として作用する円筒スリーブ２
間に発生させることにょ９て生じる現像とその効果につ
いて述べる。

既に述べたように、絶縁性−成分トナーはカプリやすく
、これを防ぐためには磁気バイアスが用いられる。この
とき直流電気バイアスをかけることは、−像の鮮鋭化の
ためには積極的な役割は畢さない。なぜならば電気的な
直流バイアスは、静電荷像と円筒スリーブとの電圧の関
係である現像の電気的バランスを移すのみであり、トナ
ーには逆極性トナーを含んでおり、２００〜３００■以
上のＤｏバイアスをかけることはかえってカプリを増す
こととなる。第１Ｅの実施例ではム０バイアスのみを印
加したＩＩＩＩＲＩをとりた場合を示している。

本尭明は、磁気バイアス下で交番電界によりて現像を促
進することにより画像の鮮鋭化を計ることが特徴である
が、交番電界は無制限に使うことはできない。第２閣は
静電像保持体の一例として８・感光体の表向電位と現像
後転写紙へ転写定着した画像の反射濃度との関係を示す
。―ｌ５２１はＤＯ及びムＯバイアスをＯｖとしたとき
の表面電位と反射濃度との関係を示し、曲線２２はムｏ
３００Ｖで周波＆１５００１１Ｚの交流バイアス下での
表面電位と反射濃度との関係を示している。２３は紙の
反射浸度がＯ，ＯＳの場合を参考のために示している。

交番電界が無いと、トナーの搬送速度が遅いために画像
に搬送ムラが生じやすく、鮮鋭度が低くカプリが一生じ
る。これに交番電界を印加していくと、−像の搬送ムラ
か消え鮮鋭度か向上しカプリもＷｋ＊される。

画像のムラ、カプリの除去、鮮鋭度を上げるための交番
電界の大きさと周波数とには制限があり、適正な現像領
域が存在することを実験的に求めた。

ｊｌ１３Ｅに領域分布の一例を示している。第３ＷＡの
絶縁破壊領域とは高圧が印加されることにより、感光体
及びトナ一層を通して起こる絶縁破壊の起こる領域であ
る。この領域は感光体層のＩＩ鎖や層厚によりて異なる
。

またカプリ発生領域は非−像部にトナーが付着する領域
である。このカプリ発生領域はトナーに含まれる磁性体
の種類や量、スリーブ内の磁力による磁気バイアスによ
うて変化することはいうまでもない。低両質領域とは交
番電界の効果が弱（−像がムラやカプリを生じたり鮮鋭
像が得られない領域である。

以上のように周波数と印加電圧の関係において、良好な
画像が得られる第３図に示すような適正領域が存在する
ことが明らかとなつた。

第４１１は本発明の他の実施例を示したものである。第
１の実施例と相違する点を記すると、静電像保持体１と
円筒スリーブ２との間隔は０．５闘とした。また円筒ス
リーブ２め回転数は５０　ｒＰｌｍに設定した。円筒ス
リーブ２の内側の磁気ロール３は交互に９００ガウスに
着磁され、矢印方向に細板する◎トナーには！ダネタイ
トを５５重量襲有する絶縁性）ナー粒子！とした。また
交流電源１０に直列に直流バイアス電源１２として１０
０ＶＩｉ度印加した。

上記の条件で静電像保持体１と現像電極として作用する
円筒スリーブ２間で行われる現像とその効果は嬉５１１
に示すようなもので、第３閣に示した第１の実施例とｆ
Ｑｌｌｌの適正領域が得られた。第５図の第２の実施例
では絶縁破壊領域が第３ｗＪに比して挾ま９ているが、
このことは静電像保持体ｌと円筒スリーブ２との閏踪が
第１の実施例に較べて広くなったことと、トナーに含ま
れる磁性体量が減りたことによるものである。

以上の実施例でみられるように、静電像電荷を有す静電
像保持部材に絶縁性トナ一層を接触させることによりて
現像を行う現像装置において、交流バイアス電圧印加の
効果及び低速度のトナー供給で安定した現像かなされる
塩出は次のように考えられる＠ 第１図及び第４図に示されるように、絶縁性トナーは円
筒スリーブ２への磁気力と静電像電荷とのクーロン力と
の差によりて静電像保持体１９向に吸引されて現像され
るが、現像に寄与するトナーは、絶縁性トナ一層のうち
静電像保持体１表向に近付いた一部のトナーである。こ
こで現像電極として作用する円筒スリーブ２に交流電圧
とバイアス電圧を重畳した交流バイアス電圧を印加する
ことによりて、絶縁性シナ−はこの交番電界による作用
を受けることとなる。この交番電界が印加される方向が
変わる毎にトナーに働くカの方向が変化し、トナーはこ
れに応じた方向に移動する。

このとき静電像１″の電荷による影暢も重ねて受けてい
るので、トナーは静電像を忠実に再現することになる。

トナーは交流バイアス電圧によりて振動を受け、トナー
の供給皿が十分でない場合は交流バイアス電圧を受けな
い場合よりも、より多くのトナーが静電像保持体表向に
接触することによって現像が効果的に行われ、濃度の濃
い画像が得られる。一方、トナーの供給皿が過剰である
場合は、逆に交流バイアスを受けない場合よりも少ない
適正量のトナーが付着することにより安定した現像が行
われる。また画像を劣化させている非画像Ｓ＆：＠＜付
着したシナ−粒子は交番電界によりて力を受け、振り落
されたり高電界部へ移動する。

従９て１低速度でのトナー供給でも＾うのない安定した
鮮鋭度の高い顕画像を得ることができる。

トナ＾の移動はジャンビンダ法でのトナーの飛翔とは異
なり、トナ一層と静電像保持体とが接触して行われるこ
とが特徴であり、−像の鮮鋭化に必要なトナーの移動距
離は実質的にトナー粒径のオーダー揚度に小さいために
、交番電界に要求される特性は、第ｓＷｇ又は第５図に
みられるようにジャンピング現像条件（特開昭５５−１
６１２５２号公報）とは大きく異なりている。

絶縁性シナ−粒子には高い交番電界な印加できることが
必要で、トナーの体積抵抗は１０１０９１以上、好まし
くは１０１２Ω儂以上であることか必要である。

先の実施例で印加される交番電界としては、正弦波、矩
形波、三角波又は−歯状波等測れでも良い。

本発明においては、１ＯＫＨｚ以上の周波数でも使用で
きるが、電源のパワーースや高圧の使用のために好まし
いことではない。低周波領域では静電像保持体の移動速
度が通常１００■／ａ・Ｏ掘度以上であるので、１００
ｎｚｌｉ度以下の領域では均一な現像が行われない。好
ましい使用周波数領域は１００ＨＫ　Ｎ１０　ＫＨ！で
ある。実験結果では、−像の鮮鋭化に有効な周波数領域
は１００Ｈｊｌｉ−１０ＫＨＩ　１ｍ度であり、特にＩ
Ｋ〜５ＫＨｚが好ましかりた。

又前記の実施例ではＯＶを中心とする正弦波を使用した
が、例えば２００■程度′の直流成分を有した交流バイ
アス電圧を印加しても良い。

以上説明したように本発明は絶縁性磁性トナーを用い、
低速でトナーを静電像保持体に供給しつつ現像剤支持体
からの磁力下で静電像保持体とトナーの担持体との間に
交書電界を発生ξ甘、トナー粒子を上記交書電界により
振ｌＩｔ！ｉ曾て現像を促進させ、静電像保持体上の非
画像部へは上記トナーを付着させないようにした現像装
置であるから、従来の接触現像の特長を生かしたまま鯵
鋭化した轍れた安定した複写−像を得ることかできる。

特にトナーの凝集の間層が帳滅され・ることは、定着１
掘まで考慮した場合、軟化点温度の低いトナーや定着性
の良いトナーが使えることを意味しており〜熱や圧力を
用いた定着装置において定着条件を緩和することに有効
である。又現像装置の駆動力を下げることもでき、結果
として発熱を少な（することにも有効で、トナーの凝集
防止に役立つ。

前記実施例での楓像剤姐持体の円筒スリーブは非磁性で
ありたが、磁性体でスリーブを＊成する場合にも本発明
は適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び°＄１４１１は本発明の第１．第２実施例の
概略構造を示す断ｆ１図で、第２図は静電像保持体の表
−電位と画像の反射損度との関係を示し、ＳａＷ及び第
５図は現像の遣正龜件を示すグラフである。 ｌ・・・・・・静電像保持体　　２・・・・・・円筒ス
リーブ３・・・・・・磁石ｐ−ル　　　４・・・・・・
Ｉ＆錬剤供翰都５・・・・・・補充用リーラ　　６・・
・・・・真像剤富７・・・…スクリユ Ｓ・・・・・・現像剤厚規制ブレード ９・・・・・・クリーニングブレード １０・・・・・・交流電源 代理人　　桑　原　義　員 ′ＩＩ！１１目 表ａｏｌｉ、ｔ（ｖ） 第５１２１ ４Ｒ，ｌｌｆｉｌ％Ｋ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（ＸＩ♂ｌ−１，）川汲牧 １ｆ）５凹 手続補正書 昭和＾埠３月１６日 特許庁抹官若杉和夫殿 ｌ、事件の＆示 昭和５６年特許願第　２０８６９０　　号２　発明の名
称 現儂装置 ３　補正にする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号・名　
称　（＋２７）小西六写真工業株式会？１代表取締役用
　　本　　信　　廖 ５　補ｉＥ命資の日イ・１ 自　　発 ６、補正の対象 （１）「図面第２［Ｊ （ＩＩ）　ｒ明細書の特許請求の範匣の欄」（ｌｉｔ）
　ｒ明細書の発明の詳細な説明の橢」７、補正の内容 （１）図面の補正 別紙の通り （１１）請求の範囲の補正 別紙の通り ＱＩＤ　ＦＩＡＨ書中の補正 第３頁ｌα行目「同−又は」とあるな「はぼ同−又は」
と訂正。 第６頁１１行目「大体同程度の周速度」とあるな「大体
同程度のあるいはそれ以不の周速度」と訂正。 ＄１１１頁１６行目「狭っているが」とあるな「広がっ
ているが」と訂正。 別紙 特許請求の範囲 （１）静電像保持体に現像剤相持体上の絶縁性磁性シナ
一層を接触させて静電像を可視化する現像装置において
、前記絶縁性磁性トナーな担持する現像剤担持体を、前
記静電像保持体の移動速度とほぼ同−又は遅い速度に設
定すると共に、該現像剤相持体に少ぐとも交流バイアス
電圧な印加せしめるようＫなした現像装置。 （２）体積抵抗１０’・Ω１以上の絶縁性磁性トナーを
用いることを特徴とする特許請求の範２Ｉ菖１項記職の
現像装置。 （３）上記交番電界の周波数が１００Ｈｍ−１０１０Ｏ
Ｈである島２０ ｋｆｌ宅位（ｖ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　静電像保持体に現像剤担持体上の葡縁性磁性
   シナ一層を接触させて静電像を可視化する現像装置にお
   いて、前記絶縁性磁性トナーを担持する現像剤担持体−
   を、前記静電像保持体の移動適度と同−又は遅い速度に
   設定すると共に、１ｕｌｌａ像剤担持体に少くとも交流
   バイアス電圧な印加せしめるようになした現像装置。 仲）　体積抵抗１０１０Ω傷以上の絶縁性磁性シナ−を
   用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現
   像装置。 （３）　　上記交番電界の周波数が１００Ｈｚ−］ｏＫ
   Ｈｚテあることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第２項記−の現像装置。